基于云计算异常的实时检测和自动响应系统研究

发布时间：2017-09-05 12:09

  本文关键词：基于云计算异常的实时检测和自动响应系统研究

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【摘要】：近年来，云计算技术凭借其易扩展，便捷和按需消费的特点，得到了广泛的应用，技术本身也愈加成熟。在云计算技术的发展过程中，对安全和稳定性的要求向来不可忽视，越来越多基于性能参数的异常检测研究被提出并应用到云计算环境中来。同时，随着虚拟化技术的日益成熟，虚拟机热迁移成为云计算环境下不可或缺的一项技术。然而，由此带来的云环境变化造成的系统运时参数的变化使现有的一些异常检测手段失效。本文旨在提出自适应的云计算异常检测和响应系统，，不仅能在云计算环境变化时依然准确发掘异常，还能完成异常溯源和响应，使得异常从发生到发现和排除的时间间隔大幅缩短，保障云安全。 本文首先提出自适应异常检测和溯源算法，通过对性能统计数据的数据挖掘，实时地发出异常警报和原因。算法具有良好的适应性，即使云计算环境发生变化，依然可以以高准确率甄别异常。通过实验证明，本次设计提出的算法相对于经典的异常检测算法拥有较高的异常检出率和较低的误报率，同时具有高实时性和稳定性。此外，实验验证溯源算法可以成功地指出异常发生原因。 基于异常的种类，本文提供了异常响应机制。利用分层分析法选择最优的响应方法并利用响应力度状态机决定回击强度，减少管理员排除异常的难度并提高排除速度，进一步确保了云计算平台的安全。
【关键词】：云安全 异常检测 溯源 虚拟机迁移
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP302;TP309
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景与意义12-16
• 1.1.1 云计算简介12-13
• 1.1.2 云安全问题13-15
• 1.1.3 云平台虚拟化15-16
• 1.2 异常检测和响应系统的评判标准16-17
• 1.3 云计算异常分类17
• 1.4 国内外研究现状17-19
• 1.4.1 云计算异常检测研究现状17-18
• 1.4.2 云计算异常响应研究现状18-19
• 1.5 论文的主要内容与章节安排19-21
• 第二章 异常检测与响应系统架构分析与设计21-24
• 2.1 系统架构分析21
• 2.2 系统设计21-24
• 第三章 异常检测算法24-45
• 3.1 异常检测问题介绍24-25
• 3.2 集合异常检测问题介绍25
• 3.3 集合异常检测算法比较25-29
• 3.3.1 基于分类的集合异常检测方法26
• 3.3.2 基于聚类的集合异常检测方法26-27
• 3.3.3 最近邻集合异常检测方法27-28
• 3.3.4 统计学集合异常检测方法28-29
• 3.4 集合异常检测算法的选择29
• 3.5 异常检测中的 LOF 算法29-34
• 3.5.1 LOF 算法细节29-31
• 3.5.2 数据存储31-33
• 3.5.3 K-NN 算法33-34
• 3.6 LOF 算法在云计算异常检测背景下的改进34-38
• 3.6.1 增加训练过程34-35
• 3.6.2 提高算法自适应能力35-38
• 3.7 上下文异常检测问题介绍38-39
• 3.8 上下文异常检测算法选择39-41
• 3.9 SAX 算法细节41-43
• 3.10 本章小结43-45
• 第四章 异常溯源算法设计45-55
• 4.1 异常溯源问题介绍45-47
• 4.2 异常维度与 LOF 值关系的结论及证明47-51
• 4.2.1 结论描述47
• 4.2.2 结论证明47-51
• 4.3 异常溯源算法描述51-52
• 4.4 异常检测和溯源系统整合52-53
• 4.5 本章小结53-55
• 第五章 异常响应系统设计55-62
• 5.1 异常响应系统描述55-61
• 5.1.1 异常分析机制56-58
• 5.1.2 异常响应的可行措施58-59
• 5.1.3 异常响应措施的选择59-61
• 5.2 本章小结61-62
• 第六章 实验与分析62-80
• 6.1 环境搭建62-64
• 6.1.1 背景应用62
• 6.1.2 软硬件工具62-63
• 6.1.3 异常注入63
• 6.1.4 数据采集63-64
• 6.2 动态 LOF 算法性能测试64-67
• 6.2.1 算法适应性度量64-66
• 6.2.2 算法异常检测能力测试66-67
• 6.3 异常溯源算法(DR-LOF)测试67-69
• 6.4 异常检测和溯源部分测试69-74
• 6.4.1 正常状态下的虚拟机迁移69-71
• 6.4.2 发生异常的虚拟机迁移71-73
• 6.4.3 参数 K 的选择对算法的影响73-74
• 6.5 异常检测和溯源系统的实时性分析74-75
• 6.6 异常检测和溯源算法与其他算法的比较75-79
• 6.6.1 与传统 LOF 算法的比较75-76
• 6.6.2 与聚类算法的比较76-79
• 6.7 本章小结79-80
• 第七章 结束语80-82
• 7.1 主要工作与创新点80-81
• 7.2 后续研究工作81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文87-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杨文泉,陆阳;利用系统调用的延滞对入侵进行自反应[J];计算机工程与应用;2003年06期

2 马欣,张玉清,顾新,冯涛;自动入侵响应技术研究[J];计算机应用研究;2004年04期

3 戴元顺;;云计算技术简述[J];信息通信技术;2010年02期

本文编号：797877